[实用新型]外走血中空纤维氧合器的纤维排列结构

说明书

本实用新型是一种中空纤维氧合器的纤维排列结构。

中空纤维氧合器是目前心内直视手术体外循环系统中的主要部件，为了减少血液在体外循环系统中的阻力，增加交换面积，使血液得到充分的氧合，大多数中空纤维氧合器已将原来的内走血改为外走血，即血液在纤维外流动，输入的氧气和排出的二氧化碳混合气体在纤维内流动。由于血液在纤维外可以交叉反复地循环，增加了交换面积，因此一般60～70公斤的病人内走血氧合器的纤维根数需要4～5万根，而外走血氧合器的纤维根数只需3千根左右。同时外走血氧合器血液所受到的阻力大大低于内走血氧合器，因此血液有形成份的破坏程度也较小。但是外走血要求合理地编排纤维，使血液在各点流动时达到等压等量，不造成“短路”，层流和血膜过厚等现象，这是外走血中空纤维氧合器合理编排纤维主要欲解决的问题。

本实用新型设计了一种科学合理的中空纤维排列结构，使其能符合外走血中空纤维氧合器的临床要求。

本实用新型的外走血中空纤维氧合器，由空心圆柱体绽子、中空纤维组成，本实用新型设计了两种中空纤维的排列结构；一种是用一根足够长的中空纤维，先左旋后右旋，或者先右旋再左旋，以螺旋升角20°～30°角度范围绕在园柱体绽子上，先一个方向旋转绕毕，再另一方向旋转交替层层复加，同一层两根纤维之间的间隙为1～3mm范围为宜，形成一个多层网状园柱体绽子。绽子的外径为30～60mm，长度100～200mm，中间空心，绽子壁厚3～6mm，用聚氨酯将绽子两端纤维粘结固化，固化纤维长度约20～30mm，再分别切去10～15mm，即露出纤维端面的中空气孔。

另一种排列结构是取一个外径为30～60mm，长度为100～200mm的园柱体空心绽子，另外取一张20～40目/寸，宽度与绽子长度相同，长为1～8m的尼龙筛网。将中空纤维裁成与绽子长度相同的小段1500～5000根，将它们以0.5～2.5mm间距与筛网宽度平行排列在筛网上，排满为止，纤维两头用10mm左右宽的窄胶带粘合，形成一张复合材料，然后一起卷到绽子上，层层复加。卷毕，用聚氨酯将两端粘结固化，粘结长度为20～30mm，最后两头分别切去10～15mm，纤维端面即露出中空气孔。空心园柱体绽子材料应是无毒高分子材料。这样绕成的网状圆柱体绽子，纤维的膜总表面积可达0.8～2.2m²，可达到充分的氧交换率。

本实用新型的中空纤维排列结构适用于外走血中空纤维氧合器，与内走血中空纤维氧合器比较，纤维数量减少许多，这是由于增加了交换面积，血液在纤维外可以交叉反复地循环，因此使血液充分地氧合。另外本实用新型纤维编排方式合理，血液在各点通过时等压等量，不易造成“短路”现象，这是因为纤维排列间隙基本相等，使血液通过的截面积基本相等，血液在各向的流速和压力分布也就基本相等，不会使血膜过厚，也不易产生层流，达到均匀而充分的气体交换目的。

图1是中空纤维环绕在圆柱体绽子上的结构。

图2是中空纤维平铺在尼龙筛网上再卷入圆柱体绽子上的结构，其中1是尼龙筛网，2是中空纤维，3是绽子。

实施例一：

用一根足够长的微孔中空纤维，一端固定在一个用高压聚乙烯制成的圆柱体空心绽子上，然后先以左旋25°的升角，2mm的间距将中空纤维均匀地卷绕在上述绽子上，从这端绕到另一端，然后再从另一端开始右旋25°，以同样的间距绕到这一端，如此反复交替卷绕，直到纤维的总表面积达到2m²左右。这样一个多层网状绽子就制成了。然后将它装入聚碳酸酯外壳，两头用聚氨酯粘结固化，粘结长度为20mm，两头各切去10mm，即露出中空气孔。而聚氨酯粘结部分将气体的出入口与血液的出入口隔开，纤维内走气，纤维外走血，整个氧合器的两端的压力差约13.1kpa(即100mmHg)，血流量1～7升/分。

实施例二：

将直径为250um的中空纤维用锋利的刀截成120mm长的相同小段共5000根。另取一张宽120mm，足够长的25目/寸尼龙筛网，将小段中空纤维整齐地平行铺在筛网上，纤维与纤维的间隙为1mm，纤维两头各用两条15mm宽的胶带粘住，使其固定在筛网的边缘上。形成一张复合材料。然后一起卷到一个外径40mm，壁厚5mm，长度120mm的高压聚乙烯空心筒子上，层层复加，卷成一个多层网状绽子。

将此绽子装入氧合器的外壳，两头各露出15mm，用聚氨酯将绽子两端粘结在外壳两端，粘结长度为30mm，固化后沿外壳的端面切去两头多余部分，即露出中空气孔。粘结剂将绽子两端(约15mm)的纤维间隙全部封结，使气、血行走隔开。血液在中空纤维之间流动另开有出入口，气体从中空纤维气孔进出。